| 【発明の名称】 |
カラー画像現像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀 謙治郎
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| 【要約】 |
【課題】中間現像剤担持体を用いたカラー画像現像装置において、４色分の現像剤を中間現像剤担持体に塗布させるのに、２個の高圧回路でその担持体の略前面に効率的に塗布することができ、その担持体の小型化に役立つ。
【解決手段】中間現像剤担持体と対峙する４色分の現像剤供給ユニットにて、第一色目の現像スリーブと第二色目の現像スリーブに第一の高圧回路を接続し、第二色目の現像スリーブと第四色目の現像スリーブに第二の高圧回路を接続し、第一と第二の高圧回路の高圧出力タイミングを瞬間的にずらす。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 四色の現像剤をそれぞれ供給する４個の現像剤供給ユニットと、前記４個の現像剤供給ユニットの周囲に配置された一つの回転する中間現像剤担持体と、前記現像剤供給ユニットに接続され前記中間現像剤担持体上に静電気力によって各々の現像剤を塗布させる現像剤供給高圧と、前記中間現像剤担持体上に対向して前記現像剤供給ユニット以外の位置で配置された感光体ドラムと、回転する前記中間現像剤担持体上に塗布された現像剤を静電潜像が形成された回転する前記感光体ドラムに向け飛翔させ前記感光体ドラム上に現像剤画像を形成させる現像高圧とを備えたカラー画像現像装置において、前記中間現像剤担持体に対向して配置された前記４個の現像剤供給ユニットを配置された順番に現像剤供給ユニット１、現像剤供給ユニット２、現像剤供給ユニット３、現像剤供給ユニット４とするとき、現像剤供給ユニット１と現像剤供給ユニット３が共通の現像剤供給高圧１から高電圧を受け、現像剤供給ユニット２と現像剤供給ユニット４が共通の現像剤供給高圧２から高電圧を受けることを特徴とするカラー画像現像装置。
【請求項２】 前記現像剤供給高圧１と前記現像剤供給高圧２の高圧出力タイミングをずらすことを特徴とする請求項１記載のカラー画像現像装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真技術を用いた多色画像形成装置に使用されるカラー画像現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子写真技術を利用したカラープリンタはビジネスの分野で着実に利用されるようになってきた。このカラープリンタは大別してＹＭＣＫの４色分の感光現像ユニットを有するインライン方式と、現像器は４色分有するが感光体は１つだけの単一感光体方式がある。
【０００３】インライン方式は高速に印字できるメリットがあるが、感光体や露光部を４色分もつので高価である。また露光部が各色存在することにより、各色の色位置合わせが難しいデメリットもある。
【０００４】一方単一感光体方式は色位置合わせがインライン方式より易しいけれども、他のデメリットもあった。例えば、感光体の周囲に現像器を４色分配置すると、当然ながら感光体の径（あるいは周囲の長さ）を大きくしなければならなく、その感光体の製造コストがかさむ。小さな感光体で４色を現像する方法として、回転体の中に４色分の現像器を搭載し、各色の感光体への現像毎に当接する現像器を入れ替える方法がある。この方法は感光体を小さくできるメリットがあるが、現像剤を内蔵した現像器をＹＭＣＫの４色分有することが必要で、その回転体の総重量は重くなり、すばやく回転体をまわし、現像器を入れ替えるのが困難であった。それゆえ高速印字を難しくしていた。
【０００５】その回転する現像ユニットの欠点を補うべく、考案されたカラー画像現像装置がある。このカラー画像現像装置の特徴は４色の回転する現像ユニットを使用するのではなく、４色の現像ユニットは機械的に固定され、その固定された４色分の現像ユニット（厳密には現像剤供給ユニット）と当接する中間現像剤保持ベルトを使用する方法である。
【０００６】図２は、４色からなる現像装置の現像剤担持体からなる現像剤を、一旦中間現像剤担持体上に担持させ、その中間現像剤担持体上の現像剤を像担持体上に現像させることを特徴とする現像方法および装置ならびに多色画像形成装置の概略断面図を示している。同図において、Ｄは静電潜像を形成させる為の所謂画像入力信号である。
【０００７】ここで、現像装置は各々の色に対して、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと四色の現像装置がタンデムにならんでおり、その各々の現像装置の現像剤担持体は本発明の最大の特徴である（以後、ＴＤＳと略記することもある）１５に対峙している。
【０００８】中間現像剤担持体近傍の図を図３に示した。
【０００９】本従来例では、各色の現像剤供給装置（以下現像装置と略）は１成分接触現像装置を用いており、各々の現像装置（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）内の現像スリーブは中間現像剤担持体１６に微小な間隙をもって対峙している。現像スリーブに適切なタイミングを合わせてバイアスを印可することにより、現像スリーブにコーティングされた各色の現像剤は中間現像剤担持体１５に運ばれる。この中間現像剤担持体１５は中間現像剤担持体駆動ローラー１６と中間現像郁ローラー１７により懸架駆動される。ここで、該中間現像剤担持体駆動ローラー１６は中間現像剤担持体制御装置６１により、中間現像剤駆動装置６２で所定の回転数で駆動することが出来る。
【００１０】また、中間現像郁ローラー１７には不図示の電源を用いて、感光体現像バイアスを印加することが出来る構造になっている。
【００１１】中間転写ベルト１１は、１次転写郁ローラー９、中間転写ベルト駆動ローラー１７、２次転写郁ローラー１２により懸架駆動される構造になっている。ここで、該中間転写ベルト駆動ローラー１０は中間転写ベルト駆動制御装置５１により、中間転写ベルト駆動装置５２で所定の回転数で駆動することが出来る。
【００１２】ここで、各色現像器（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）の現像剤担持体は各々制御装置（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）にて駆動装置（３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ）にて所定の回転駆動をさせることが出来る。
【００１３】以下、図２の動作を説明する。
【００１４】従来例の１態様として、中間転写ベルト１１の周速Ｐｓ（ＩＴＢ）に対して、中間現像剤担持体１５の周速Ｐｓ（ＴＤＳ）を３：１に設定した場合について説明する。すなわち、Ｐｓ（ＩＴＢ）＝１８８ｍｍ／ｓｅｃ、Ｐｓ（ＴＤＳ）＝４７ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００１５】まず、帯電ローラーあるいはコロナ帯電器などの帯電手段２１で像担持体である感光体ドラム１を均一帯電する。該感光体ドラム１は矢印方向に周回駆動される。２３は露光装置Ｄの入力情報で２２は入力情報を各色に分解する制御演算装置であり、各々の色の画像信号により変調されたレーザービームを走査する光学系でもよいし、あるいはＬＥＤなどの自己走査系であっても良い。これらの光信号は像担持体である感光体ドラム１に結像され、各々の色の潜像が形成される。
【００１６】一方、各々の現像装置（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）では、中間現像剤担持体１５上の長手方向に関しては全面であり、該中間現像剤担持体１６の周回方向に関しては、ほぼ１００ｍｍの領域に第一色目のＹの現像剤による粉体像を形成させる。ここで、１００ｍｍの領域に粉体像を形成させたが、この長さは、中間転写ベルト１１の周速と中間現像剤担持体１５の周速とに依存している。比率の差が大きくなるに従って、このＹの全面粉体像の領域は小さくなるし、その比率が小さくなるとＹの全面粉体像は大きくなる。
【００１７】この比率は、中間現像剤担持体へ現像させる現像器の能力と両者間に印加させるバイアス値に依存している。
【００１８】中間現像剤担持体と現像剤担持体の間の所謂現像バイアス値を制御することで、第一現像部位Ｄ１にて該全面粉体像の領域における現像剤にて、ほぼＡ４全面に対して略飽和された濃度を実現出来る状態を作り出すことが出来る。言い換えると、該中間現像剤担持体には通常の３倍の現像剤が現像器より中間現像剤担持体に現像されたことになる。
【００１９】引き続き、上記プロセスをＭ，Ｃ，Ｋと行い、中間現像剤担持体１５上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの帯が各々１００ｍｍの幅で形成されている。これらのプロセスにおいて各色の全面粉体像間には若干の間隙を有している。
【００２０】引き続き、Ｙ、Ｍ，Ｃ，Ｋ色に色分解された画像情報の内、まず、Ｙ情報が露光装置２３により感光ドラム１上に潜像形成され、第二現像部位Ｄ２にて、Ｙ情報に対応した現像が行われ、感光ドラム１上にＹ色の現像剤像として可視化される。この時、感光ドラム１の周速は１８８ｍｍ／ｓｅｃであり、その周速で回転しつつ中間転写ベルト１１上に１次転写装置９にて１次転写される。
【００２１】中間転写ベルト１１の周長は、本実施態様においては、Ａ４サイズの長手長さ＋αである。αは該中間現像剤担持体１５上における各色間の間隔に依存している。（但し、中間転写ベルト１１乃至は中間現像剤担持体１５の駆動方法によっては、この限りではない。）この時、２次転写装置３は中間転写ベルト１１から離間している。また、１次転写残の現像剤はクリーナー装置８にて回収される。
【００２２】引き続き、Ｍ，Ｃ，Ｋも同様に画像情報に依存した現像剤像が感光ドラム１上に形成され、中間転写ベルト１１上に形成される。この時、シーケンス計算あるいは不図示のセンサーなどにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色が色ずれしないように制御を行う必要があることはいうまでも無い。こうして、中間現像剤担持体１５の一回の周回で中間転写ベルト１１の４回転が可能になり、高速の多色画像形成が可能になる。
【００２３】また、中間現像剤担持体１５上に残った残現像剤は次の現像に用いられる。このため、中間現像剤担持体１５の回転制御を行う。中間転写ベルト１１上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの四色の現像剤像はカセットＣＴより同期輸送された転写材Ｐに、２次転写装置３にて２次転写される。その後、搬送ガイドＨにより定着装置６に導かれ、該定着装置６により加熱溶融され、転写材Ｐにフルカラー画像として形成される。
【００２４】このような、中間現像剤担持体を用いれば、単一の小型の感光体ドラムを用いることができ、また回転する現像ユニットを用いることもないので、高速印字に適するようになる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、中間現像剤担持体を用いた従来例では、中間現像剤担持体にバンド状に各色の現像剤を塗布させるために、適切なタイミングで各色の現像スリーブに高圧を印可しなければならない。しかるに中間現像剤担持体上に効率的に４色分の現像剤を塗布するためには、独立してオンオフできる４個の高圧回路が必要となる。
【００２６】また１個の高圧で中間現像剤担持体上に４色分の現像剤を塗布しようとすると、中間現像剤担持体の半分程度しか塗布面を利用できなくなり、非効率的になる。
【００２７】
【課題を解決するための手段】四色の現像剤をそれぞれ供給する４個の現像剤供給ユニットと、前記４個の現像剤供給ユニットの周囲に配置された一つの回転する中間現像剤担持体と、前記現像剤供給ユニットに接続され前記中間現像剤担持体上に静電気力によって各々の現像剤を塗布させる現像剤供給高圧と、前記中間現像剤担持体上に対向して前記現像剤供給ユニット以外の位置で配置された感光体ドラムと、回転する前記中間現像剤担持体上に塗布された現像剤を静電潜像が形成された回転する前記感光体ドラムに向け飛翔させ前記感光体ドラム上に現像剤画像を形成させる現像高圧とを備えたカラー画像現像装置において、前記中間現像剤担持体に対向して配置された前記４個の現像剤供給ユニットを配置された順番に現像剤供給ユニット１、現像剤供給ユニット２、現像剤供給ユニット３、現像剤供給ユニット４とするとき、現像剤供給ユニット１と現像剤供給ユニット３が共通の現像剤供給高圧１から高電圧を受け、現像剤供給ユニット２と現像剤供給ユニット４が共通の現像剤供給高圧２から高電圧を受け、前記現像剤供給高圧１と前記現像剤供給高圧２の高圧出力タイミングをずらすことにより、少ない現像剤供給高圧回路でカラー現像装置が達成できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例のカラー画像現像装置を図１に示す。図１では、機械的な構成は既に示した従来例と同じである。
【００２９】本発明の特徴は、４色分の現像剤供給装置（現像器と以下略）に印可する高圧回路の接続方法と、その高圧印可タイミングにある。しかるにそのカラー現像器の周辺部の構成要素のみ図１に記載する。つまり、電子写真画像形成装置として必要な他の構成要素、例えば露光部、転写部、定着部は従来例と同じであるのでここでは割愛する。
【００３０】また本実施例図１にて、従来例と機能的に同じ構成要素には、従来例と同じ番号が割り当ててある。図１にて、１は感光体ドラム、１５は中間現像剤担持体、１６は中間現像剤担持体ローラ、１７は中間現像部ローラであり、従来例と同じ機能を有する。また７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋはそれぞれイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器であり、これらも従来例と同じ機能を有する。１０１は現像剤供給高圧１であり、この出力はイエロー現像器とシアン現像器の現像スリーブに電気的に接続される。１０２は現像剤供給高圧２であり、この出力はマゼンタ現像器とブラック現像器の現像スリーブに電気的に接続される。７Ｙの中には、７Ｙ−１現像スリーブ、７Ｙ−２現像撹拌ローラ、７Ｙ−３現像ブレードがある。７Ｙの容器のなかにはイエローの現像剤が充填されており、７Ｙ−２が回転することにより攪拌され、静電気摩擦力で現像剤自体が帯電する。帯電した現像剤は同じく回転する７Ｙ−１の表面に塗布される。７Ｙ−１の表面に塗布された現像剤は７Ｙ−３によって一部掻き落とされ、均等に現像剤が７Ｙ−１の表面に塗布される。そして均等に塗布された７Ｙ−１の表面の現像剤は１５の中間現像剤担持体との間隙部に運ばれる。
【００３１】１０１から高圧が出力されると、その間隙部において７Ｙ−１現像スリーブから１５の中間現像剤担持体に現像剤が飛び移る。同様に、１０１から高圧が出力されると、７Ｃのシアン現像器の現像スリーブから１５の中間現像剤担持体に向けその間隙部で現像剤が飛び移る。また同様にして、１０２から高圧が出力されるとき、７Ｍマゼンタ現像器と７Ｋブラック現像器からそれぞれの現像剤が１５の中間現像剤担持体の各々の間隙部にて飛び移る。
【００３２】なお図１にて、７Ｍマゼンタ現像器、７Ｃシアン現像器、７Ｋブラック現像器では、その内部に当然ながら現像スリーブ、現像撹拌ローラ、現像ブレードが存在する。その構成においてはイエロー現像器と同じであるので、図１では番号は割り当てていない。
【００３３】４つの現像器うち、隣り合う現像スリーブ間の距離は図１に示すようにすべてＬ（ｍｍ）である。また１５中間現像剤担持体の搬送速度はＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）である。このとき、１０１と１０２の高圧印可タイミングを図４を参照して説明する。
【００３４】図４にて、４−Ａのタイミングで１０３マイクロコントローラは１０１に駆動指令をだし、１０１から高圧が出力される。このとき、７Ｙと７Ｃの現像スリーブから現像剤が１５中間現像剤担持体に塗布される。７Ｙと７Ｃのスリーブ間の距離は２Ｌである。７Ｃで現像された箇所が７Ｙに到達して混合するのは避けなければならない。しかるに７Ｃで現像された箇所が７Ｙに到達するまでの時間差２Ｌ／Ｖ経過する前に、１０１の高圧をオフさせる（４−Ｂ）。そのオフさせる瞬間と２Ｌ／Ｖ経過する瞬間との間の時間差をＤ／Ｖとする。このとき、イエローとシアンの現像剤塗布部の間の距離はＤ（ｍｍ）となる。
【００３５】そして４−Ａから３Ｌ／Ｖ経過した時点で（４−Ｃ）、１０２をオンさせる。このとき、７Ｍと７Ｋの現像スリーブから現像剤が１５中間現像剤担持体に塗布される。マゼンタとシアンの現像スリーブ間の距離はＬである。４−Ｂと４−Ｃとの間の時間はＬ／Ｖ以上（厳密にはＬ／Ｖ＋Ｄ／Ｖ）あるので、シアンとマゼンタの現像剤が混ざり合うことはない。このとき、シアンとマゼンタの現像剤塗布部の間の距離はＤ（ｍｍ）となる。同じように７Ｍで現像された箇所が７Ｋに到達して混合するのは避けなければならない。しかるに７Ｍで現像された箇所が７Ｋに到達するまでの時間差２Ｌ／Ｖ経過する前に、１０１の高圧をオフさせる（４−Ｄ）。そのオフさせる瞬間と２Ｌ／Ｖ経過する瞬間（４−Ａを基点にすれば５Ｌ／Ｖ経過した瞬間）との間の時間差をＤ／Ｖとする。このとき、マゼンタとブラックの現像剤塗布部の間の距離はＤ（ｍｍ）となる。
【００３６】このようなタイミングで１０１、１０２の高圧を印可すれば、１５の表面上には２Ｌ−Ｄの幅で各現像剤が塗布される。各々の塗布された現像剤間の距離はＤとなる。なお１５の周囲には４種の現像剤が塗布されなければならないので、その周囲の長さは２Ｌ×４＝８Ｌ以上の距離でなければならない。
【００３７】１０３は不図示である１５中間現像剤担持体の位置検出器によって、１５の位置を検出する。そして各色が混じり合わないように、繰り返し同じ位置で同じ現像剤を１５に塗布させる。１５の位置検出精度がよければ、塗布された現像剤間の距離Ｄは短くすることができる。したがって１５の周囲のほぼ前面に４色分の現像剤を塗布することができる。
【００３８】この１５の表面で塗布された現像剤は従来例と同じく、１７中間現像部ローラにて感光体ドラム１に現像され、画像がそのドラム上に形成される。１に現像された部分では、１５には現像剤が剥離されることになる。しかしながら１５は繰り返し回転し、再度７の現像器から現像剤が再供給される。
【００３９】以上の説明では、現像剤供給高圧１を印可した後に現像剤供給高圧２を印可していた。その代わりに、現像剤供給高圧１と２を入れ替えても構わなく、現像剤が距離Ｄ（ｍｍ）だけ離れて同じく１５に塗布することができる。ただし１５の位置検出と印可開始タイミングは変更しなければならない。
【００４０】
【発明の効果】本実施例に従えば、４色分の現像剤を中間現像剤担持体に塗布するのに、２つ高圧回路で中間現像剤担持体のほぼ前面に効率的に塗布でき、高圧回路の簡素化を果たすことができる。
【００４１】またこの中間現像剤担持体の効率利用により、中間現像剤担持体の小型化に役立つことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年６月１２日（２００１．６．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６８１８
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６５９０３（Ｐ２００２−３６５９０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月２０日（２００２．１２．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１７７６５８（Ｐ２００１−１７７６５８） |
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